研究目的
通过原位构建直接Z型Bi2WO6/BiOI复合物来增强BiOI的可见光驱动光催化性能,并研究其光生载流子的分离特性。
研究成果
Bi2WO6/BiOI复合材料,尤其是摩尔比为1%的复合物,在可见光下表现出显著增强的光催化性能,这归因于通过直接Z型机制改善了光生载流子的分离。这为开发用于环境修复的高效可见光驱动光催化剂提供了见解。
研究不足
该研究在工业化应用的规?;矫婵赡艽嬖诰窒?,水热合成条件可能存在潜在差异性,且仅聚焦于罗丹明B(RhB)降解可能无法代表所有污染物。Bi2WO6负载量的优化及超过四个循环的长期稳定性仍有改进空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热法原位构建不同摩尔比(0.5%、1%、2%、5%)的Bi2WO6/BiOI异质结以增强光催化性能。通过BET、XRD、DRS、SEM、HRTEM、SPS、ESR和XPS等表征手段分析其结构、光学及电子特性。在可见光照射下以罗丹明B(RhB)降解评估光催化活性。
2:5%、1%、2%、5%)的Bi2WO6/BiOI异质结以增强光催化性能。通过BET、XRD、DRS、SEM、HRTEM、SPS、ESR和XPS等表征手段分析其结构、光学及电子特性。在可见光照射下以罗丹明B(RhB)降解评估光催化活性。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:使用分析纯试剂制备样品:Bi(NO3)3·5H2O、Na2WO4、KI、冰醋酸、去离子水和无水乙醇。通过控制摩尔比获得不同Bi2WO6/BiOI组成。
3:2O、Na2WOKI、冰醋酸、去离子水和无水乙醇。通过控制摩尔比获得不同Bi2WO6/BiOI组成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括用于水热合成的聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜、SSA-4200自动比表面积分析仪(BET)、DX-2600 X射线衍射仪(XRD)、UH4150紫外-可见分光光度计(DRS)、配备EDS的VEGA 3 SBU扫描电镜(SEM)、Tecnai TEM G2透射电镜(TEM/HRTEM)、XSAM 800(XPS)、自制SPS与ESR装置、带截止滤光片(λ>420 nm)的500 W氙灯(光催化)、TU-1950紫外-可见分光光度计(RhB浓度分析)。材料包含RhB、猝灭剂(草酸铵、苯醌、异丙醇)及ESR用DMPO。
4:实验流程与操作步骤:
453 K下水热反应24 h后经洗涤、干燥及表征。光催化测试包括样品分散于RhB溶液、暗吸附30 min、可见光照射、间隔取样及紫外-可见分析。通过猝灭剂实验和ESR确定活性物种。
5:数据分析方法:
采用一级动力学分析RhB降解速率,根据DRS计算带隙,并解析SPS、ESR和XPS谱图以提出反应机理。
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autoclave
Te?on-lined stainless-steel
Used for hydrothermal synthesis of samples at high temperature and pressure.
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surface analyzer
SSA-4200
Measures specific surface area based on BET equation.
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X-ray diffractometer
DX-2600
Analyzes crystal structures of samples using Cu Kα radiation.
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UV-Vis spectrophotometer
UH4150
Collects UV-Vis diffuse reflectance spectra (DRS) of samples.
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scanning electron microscope
VEGA 3 SBU
Observes SEM images with EDS for elemental analysis.
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transmission electron microscope
Tecnai TEM G2
Observes TEM and HRTEM images with an accelerating voltage of 300 kV.
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X-ray photoelectron spectrometer
XSAM 800
Performs XPS measurements using Mg Kα radiation at 12 kV and 12 mA.
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Xe lamp
500 W
Provides visible light irradiation for photocatalytic tests with a cutoff filter (λ > 420 nm).
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UV-Vis spectrophotometer
TU-1950
Analyzes concentration of RhB in photocatalytic experiments.
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